Odkąd bracia Wright po raz pierwszy wzbili się w niebo 17 grudnia 1903 roku, pierwszy lot zawsze był ważnym etapem rozwoju każdego pojazdu latającego. Jakby nie patrzeć, zaprojektowanie samolotu i sprawienie aby latał na papierze, albo na komputerze, to jedno. Czymś zupełnie innym jest zmontowanie wszystkich elementów i obserwowanie jak po raz pierwszy wzbija się w powietrze.
Pod koniec stycznia 2019 roku, wszystkie elementy tworzące model Mars Helicopter poddano testom.
Ważący niecałe 1.8 kilograma helikopter stanowi projekt demonstracji technologii, który aktualnie przechodzi rygorystyczny proces weryfikacyjny, po którym zostanie certyfikowany do lotu na Marsa.
Większość testów dotyczyła tego jak helikopter będzie działał na Marsie, w tym także jak będzie radził sobie w marsjańskich temperaturach. Czy helikopter może przetrwać i funkcjonować w niskich temperaturach w miejscach, gdzie temperatura w nocy spada do -90 stopni Celsjusza.
Wszystkie testy stanowią przygotowanie do lutego 2021 roku, kiedy to helikopter dotrze na powierzchnię Czerwonej Planety, schowany pod łazikiem Mars 2020. Kilka miesięcy po lądowaniu helikopter zostanie opuszczony na powierzchnię i rozpoczną się krótkie loty testowe (trwające maksymalnie 90 sekund) – będą to pierwsze loty na powierzchni innej planety niż Ziemia.
„W ramach przygotowań do pierwszego lotu na Marsie, przeprowadziliśmy już ponad 75 minut lotu za pomocą modelu inżynieryjnego, który był bardzo zbliżony do naszego helikoptera” mówi Mimi Aung, menedżer projektu Mars Helicopter z JPL w Pasadenie. „Jednak ten ostatni test modelu lotnego był najważniejszy. To już jest ten egzemplarz, który poleci na Marsa. Musieliśmy sprawdzić czy działa tak jak powinien”.
Podczas gdy helikoptery na Ziemi nie są niczym nowym, to jednak latanie helikopterem setki milionów kilometrów od Ziemi, w rzadkiej marsjańskiej atmosferze jest zupełnie czymś innym. Już samo stworzenie odpowiednich warunków do przetestowania sprzętu tu na Ziemi stawia przed nami wiele wyzwań.
„Marsjańska atmosfera ma gęstość zaledwie 1% atmosfery na Ziemi” mówi Aung. „Moglibyśmy przetestować nasz helikopter w takiej samej atmosferze, gdybyśmy tylko znaleźli lotnisko na wysokości 30 480 metrów. Niestety takich lotnisk nie ma, trzeba je sobie sztucznie stworzyć”.
W tym celu Aung ze swoimi współpracownikami wykorzystali komorę próżniową o średnicy 7,62 metrów. Najpierw członkowie zespołu stworzyli próżnię wysysając azot, tlen i inne gazy z potężnego cylindra. W ich miejsce wpuszczono dwutlenek węgla, główny składnik atmosfery Marsa.
„Umieszczenie naszego helikoptera w wyjątkowo rzadkiej atmosferze to tylko część wyzwania” mówi Teddy Tzanetos odpowiedzialny za przeprowadzenie testu. „Aby dobrze zasymulować latanie na Marsie musimy usunąć dwie trzecie ziemskiej grawitacji, bowiem o tyle słabsza jest grawitacja na Marsie”.
W tym celu inżynierowie wykorzystali zmotoryzowaną smycz przymocowaną do szczytu helikoptera, która zapewniała niezakłócony hol równy dwóm trzecim ziemskiej grawitacji. Choć naukowcy przede wszystkim zastanawiali się jak będzie działał helikopter podczas pierwszego lotu, tak samo zastanawiali się jak zadziała owa smycz.
„System jednak zadziałał idealnie, tak jak nasz helikopter” mówi Tzanetos. „Wystarczyło nam tylko uniesienie helikoptera na 5 centymetrów, aby uzyskać wszystkie dane niezbędne do potwierdzenia, że nasz helikopter będzie autonomicznie latał tak jak go zaprojektowaliśmy”.
Po pierwszym locie helikoptera kolejny wykonano w komorze próżniowej już następnego dnia. Łączny czas lotu wynoszący ponad 60 sekund na wysokości 5 cm wystarczył, aby dowieść, że 1500 pojedynczych elementów włókna węglowego, aluminium, krzemu, miedzy i pianki będzie działo zgodnie z planem.
„Następnym razem helikopter wzbije się w powietrze już na Marsie. Obserwując nasz helikopter w komorze próżniowej nie mogłam nie pomyśleć o tych wszystkich historycznych pojazdach, które były tam testowane w przeszłości. We wnętrzu komory testy przechodziły próbniki księżycowe Ranger, sondy Voyager, Cassini i wszystkie łaziki marsjańskie jakie kiedykolwiek wysłano na Czerwoną Planetę”.
Mars Helicopter wystartuje jako demonstrator technologii wraz z łazikiem Mars 2020 na szczycie rakiety Atlas V w lipcu 2020 roku z kompleksu 41 na Przylądku Canaveral na Florydzie. Do Marsa powinien dotrzeć w lutym 2021 roku.
Źródło: NASA